Vnútri-výkonnej medenej studenej dosky: Prečo je dizajn dráhy toku dôležitý
Výber materiálu je však len časťou tepelného riešenia.
Dokonca aj pri vynikajúcej tepelnej vodivosti závisí chladiaci výkon v konečnom dôsledku od toho, ako efektívne chladiaca kvapalina odvádza teplo z chladiacej platne. Tu sa stáva kritický dizajn vnútorného prietokového kanála.
nášmedený studený plechpoužíva jeden vstup a jeden výstup, ale vnútorne chladiaca kvapalina sleduje starostlivo navrhnutú troj{0}}stupňovú dráhu toku, ktorá spájazložené plutvya kopilofsetové plutvymaximalizovať prenos tepla pri zachovaní dobrej rovnomernosti teploty.
Cesta toku vo vnútri studenej platne
Chladiaca kvapalina prechádza nasledujúcou sekvenciou:
Vstup → Sekcia s prehnutou lamelou → Sekcia s odsadenou lamelou → Druhá sekcia s preloženou lamelou → Výstup
Chladiaca kvapalina namiesto toho, aby prúdila jednoduchým priamym kanálom, zažíva rôzne podmienky prúdenia v každej sekcii.
Prvá prehnutá -oblast plutvy poskytuje veľkú plochu na prenos tepla s relatívne nízkym odporom prúdenia.
Chladivo potom vstupuje do oblasti odsadenia-plutvy, kde sa zámerne zvyšuje turbulencia, aby sa zlepšil lokálny prenos tepla.
Nakoniec chladiaca kvapalina pred výstupom z chladiacej platne prechádza cez druhú prehnutú -rebrovú časť, čo umožňuje plne využiť zostávajúcu chladiacu kapacitu.
Tento postupný prístup pomáha dosiahnuť nízky tepelný odpor a lepšie rozloženie teploty cez chladiaci povrch.
Prečo používame dizajn stredového vstupu
Mnohé konvenčné chladiace platne zavádzajú chladivo z jedného konca a vypúšťajú ho z opačného konca.
Aj keď je toto usporiadanie jednoduché, často vytvára teplotné rozdiely na chladiacom povrchu. Komponenty umiestnené v blízkosti vstupu prijímajú chladnejšiu chladiacu kvapalinu, zatiaľ čo komponenty po prúde sú chladené teplejšou kvapalinou.
V aplikáciách s-invertorom vysokého výkonu môže byť tento teplotný rozdiel značný.
Na vyriešenie tohto problému je vstup našej studenej dosky umiestnený priamo nad stredomzložená-plutvaoddiele.
Keď chladivo vstúpi do dosky, prirodzene sa rozdelí a prúdi na obe strany.
Pretože výkonové polovodičové súčiastky sú často umiestnené blízko stredu studenej platne, najchladnejšia chladiaca kvapalina dosiahne oblasť s najvyšším tepelným tokom ako prvá. To pomáha zlepšiť rovnomernosť teploty a znižuje tepelné gradienty na chladiacom povrchu.
Pri invertorových systémoch môžu nižšie teplotné rozdiely prispieť k stabilnejšej prevádzke zariadenia a dlhšej životnosti.
Ofsetové rebrá: Vyššia odolnosť voči prietoku pre silnejší prenos tepla
Thelanced offset-finsekcia sa nachádza v oblasti, kde je najvyššia koncentrácia tepla.
V porovnaní so zloženými plutvami majú ofsetové plutvy oveľa hustejšiu štruktúru. Rebrá sú usporiadané striedavo a vytvárajú početné úzke priechody, ktoré neustále narúšajú tok chladiacej kvapaliny.
Keď sa chladivo pohybuje touto oblasťou, je nútené opakovane meniť smer.
To zvyšuje turbulenciu a neustále narušuje tepelnú hraničnú vrstvu, ktorá sa prirodzene vytvára pozdĺž pevných povrchov.
Výsledkom je výrazne vyšší koeficient prestupu tepla konvekciou v porovnaní s jednoduchým priamym kanálom.
Kompromisom-je zvýšený pokles tlaku.
Avšak pri aplikáciách, kde je primárnym cieľom chladiaci výkon, sa tento dodatočný prietokový odpor často oplatí, pretože umožňuje odvádzanie oveľa väčšieho množstva tepla z najteplejšej oblasti studenej platne.
Prečo pridať druhú preloženú-sekciu s rebrami?
V niektorýchdizajn studených dosiek, chladiaca kvapalina vyteká ihneď po prechode cez oblasť vysokovýkonných rebier-.
Zvolili sme iný prístup.
Hoci teplota chladiacej kvapaliny po prietoku cez odsadenú{0}}čast' rebier stúpa, stále si zachováva dodatočnú kapacitu absorpcie tepla.
Pridaním druhej prehnutej -časti rebra pred výstupom chladiaca kvapalina pokračuje vo výmene tepla s chladiacou platňou a nezanecháva nevyužitý chladiaci potenciál.
Zložené rebrá poskytujú veľkú účinnú plochu v porovnaní s hladkou stenou kanála, čo umožňuje zachytenie zvyškového tepla predtým, ako chladivo opustí systém.
To pomáha maximalizovať celkový tepelný výkon chladiacej platne.
Malý detail, na ktorom záleží: Funkcie zadržania plutiev
Skladané rebrá sú vyrobené z tenkého medeného materiálu.
Počas-dlhodobej prevádzky môže prúd chladiacej kvapaliny spôsobiť vibrácie alebo pohyb, ak rebrá nie sú dostatočne zaistené.
Na udržanie štrukturálnej stability sú na oboch stranách zložených -sekcií plutiev integrované upevňovacie prvky.
Tieto funkcie zaisťujú rebrá v polohe bez toho, aby blokovali dráhu primárneho toku.
Aj keď je tento detail zvonku len zriedka viditeľný, pomáha zabezpečiť konzistentný tepelný výkon a spoľahlivosť výroby v rámci výrobných šarží.
Záver
Výkon achladiaca doska kvapalinouje určený nielen výberom materiálu.
Kombináciou dizajnu stredového vstupu, zložených rebier, odsadených rebier a stupňovitej dráhy toku tomedený studený plechdosahuje zlepšený prenos tepla, lepšiu rovnomernosť teploty a efektívne využitie kapacity chladiacej kvapaliny.
Vnútorná štruktúra je však len jednou časťou celkového riešenia.
Ani ten najlepší dizajn prietokového kanála nemôže poskytnúť svoj plný výkon, ak kontaktná plocha medzi studenou doskou a zdrojom tepla nie je správne opracovaná.
V ďalšom článku sa pozrieme na testovanie presnosti a spoľahlivosti obrábania vrátane kontroly rovinnosti, povrchovej úpravy a tlakového testovania 6-barov, ktoré sa používa na overenie dlhodobého tesniaceho výkonu v invertoroch a nových energetických aplikáciách.
